Hotcoin Research | 模組化將是大勢所趨：拆解模組化區塊鏈的現狀和未來
關於模組化區塊鏈敘事的討論源於Celestia和其代幣TIA的亮眼表現。實際上，模組化是未來區塊鏈設計的主要發展方向和大勢所趨。模組化區塊鏈就像樂高積木一樣，將區塊鏈系統拆分為可重用的模組，通過定制組合可實現不同功能的區塊鏈網絡。這種靈活性和可定制性，為區塊鏈應用的開發和部署提供了全新的思路和解決方案。
一、模組化區塊鏈概述
傳統的單體區塊鏈將核心功能（執行、結算、共識、數據可用性）集成在同一個網絡中，導致了系統的不可擴展性。例如Ethereum和Solana等，每個節點都必須存儲完整的區塊鏈數據，並且對每個交易都進行驗證和記錄。這種設計雖然確保了網絡的安全性和去中心化特性，但也導致了網絡的性能瓶頸。隨著時間的推移，區塊鏈的大小不斷增長，節點需要處理的數據量也在迅速膨脹，這使得許多區塊鏈網絡面臨著處理能力不足的問題，從而影響了其擴展性和性能。
模組化區塊鏈的提出
模組化區塊鏈最初的概念是基於對以太坊網絡的研究和探索。2018年Celestia聯合創始人Mustafa Albasan和以太坊創始人Vitalik共同撰寫了一篇題為《數據可用性採樣和欺詐證明》（Data Availability Sampling and Fraud Proofs）的論文，這篇論文為解決區塊鏈可擴展性問題提供了一種新的思路，即模組化區塊鏈。論文主要關注的是如何在不犧牲以太坊網絡的安全性和去中心化程度的情況下提高其可擴展性。
模組化區塊鏈的定義
模組化區塊鏈是一種將區塊鏈系統分解為多個相互獨立的模組，並通過定義良好的介面和協議來實現模組之間的通信和協作的設計範式。模組化區塊鏈採用了分離的策略，使執行、結算、共識、數據可用性這些核心功能拆分為獨立的模組，每個模組負責處理特定的功能或業務需求。通過模組化的設計，構建一個相互依賴的堆疊結構，可以根據實際需求選擇性地部署和更新不同的模組，從而提高系統的靈活性和可定制性。
模組化區塊鏈的特點
可擴展性：模組化區塊鏈採用分佈式架構，將系統拆分為多個模組，每個模組可以獨立部署和擴展，從而實現系統的橫向擴展。當系統需要處理更多的交易或數據時，可以通過增加相應的模組來提高系統的吞吐量和性能，而無需對整個系統進行全面升級。
靈活性：模組化區塊鏈允許根據實際需求選擇性地部署和更新不同的模組，從而實現系統的靈活配置。例如，在金融領域可以選擇部署專門處理支付的模組，在供應鏈領域可以選擇部署專門處理物流的模組，從而根據不同的業務需求定制化地搭建區塊鏈系統。
可組合性：模組化區塊鏈通過定義良好的介面和協議，實現了模組之間的高效通信和協作，不同模組之間可以相互組合和交互，從而實現更複雜的業務邏輯和功能。例如，可以將身份驗證模組與智能合約執行模組相結合，實現基於身份的權限管理功能，提高系統的安全性和可信度。
易於維護：由於模組化區塊鏈將系統拆分為多個獨立的模組，每個模組負責處理特定的功能或業務需求，因此可以更容易地進行模組的維護和更新，降低了系統的維護成本和風險。
二、模組化區塊鏈分類及原理
模組化區塊鏈是專注於處理少數職責並將其餘部分外包給一個或多個獨立層的區塊鏈。模組化區塊鏈的核心在於模組化設計思想，即將區塊鏈系統拆分為多個獨立的模組，每個模組負責特定的功能，通過模組之間的介面實現功能的組合和擴展。要理解模組化區塊鏈的工作原理，首先要了解區塊鏈系統的功能分層結構，包括共識層、數據可用性層、執行層和結算層。
共識層（Consensus Layer）
共識層是模組化區塊鏈的基礎層之一，負責確保全節點的一致性，以及有效添加新區塊和確定交易順序。在共識層中，不同的共識算法被設計用於解決網絡中的雙花問題和確保一致性。例如，Syscoin 有一個獨特的生態系統設計，使用比特幣的 PoW 作為共識方法，同時完全兼容以太坊虛擬機（EVM）。
數據可用性層（Data Availability Layer，簡稱DA層）
數據可用性層負責保證數據的可用性，使得執行層和結算層能夠分別運行。在這一層中，執行層的所有原始交易都要確保在此進行存儲，而結算層則通過數據可用性層驗證交易的有效性。例如，Celestia、Avail、EigenDA等都是專注於數據可用性的模組化區塊鏈的代表項目，它們通過不同的技術手段確保了數據在網絡中的可用性和完整性。
執行層（Execution Layer）
執行層是模組化區塊鏈中負責執行智能合約和處理事務的部分，同時也是各種用戶應用部署的地方。在執行層中，智能合約的執行結果以證明的形式被交給結算層，從而更新用戶狀態和鏈本身狀態。例如，模組化 Rollup解決方案Manta Pacific通過模組化基礎設施設計解決了數據可用性問題，允許模組化 DA 和 zkEVM 無縫集成。Mantle作為以太坊Layer2，採用模組化架構構建，與EigenDA合作提供低費用和高安全性，同時依靠以太坊的安全性。
結算層（Settlement Layer）
結算層是模組化區塊鏈中負責提供全局共識和安全性的部分，它驗證執行層的執行結果的正確性，並更新用戶狀態和鏈本身狀態，它們通過不同的共識機制確保了整個區塊鏈網絡的安全性和可靠性。節點數量的增加可以提高結算層的安全性。例如，dYmension 是一個結算層的模組化平台，為 Cosmos 生態系統 Rollups 提供所需的所有工具和基礎設施。
三、模組化區塊鏈發展現狀及代表項目
截至5月8日，RootData收錄的模組化區塊鏈項目共50個，其中已發幣項目10個。據公開融資數據，2024年至今針對模組化區塊鏈項目的融資金額超過3.5億美元。
另外根據CoinGecko數據，截至5月8日，模組化區塊鏈項目代幣市值超過30億美元，24小時交易量超過2.3億美元。
市值排名Top10模組化區塊鏈代幣：
此外，可重點關注的未發幣模組化區塊鏈項目有Fuel 、Avail、Eclipse等。
Fuel ： 是一個基於 UTXO 的模組化執行層，為以太坊帶來了全球可訪問的規模。作為模組化執行層，Fuel 可以以單片鏈無法實現的方式實現全局吞吐量，同時繼承以太坊的安全性。Celestia 的聯合創始人兼首席研究官John Adler同時也是 Fuel 的聯合創始人、前首席技術官。據官方公告，模組化執行層 Fuel 主網預計將於 2024 年第三季度正式推出。接下來的幾週內Fuel 團隊將分享有關 Fuel 獨特架構、產品路線圖和發布計劃的更多詳細信息。
Avail ：是一个专注于数据可用性的模块化区块链：对区块链交易进行排序和记录，无需下载整个区块即可证明区块数据可用。这允许它以单片区块链无法实现的方式扩展。Avail 于 2023 年 3 月从 Polygon 中分拆出来，由 Polygon 联合创始人 Anurag Arjun 领导。2024 年2 月 26 日，Avail 宣布完成 2700 萬美元種子輪融資，Founders Fund 和 Dragonfly 领投，SevenX Ventures、Figment、Nomad Capital 等参投，天使投资人包括 Coinbase 前首席技术官 Balaji Srinivasan、Osmosis 联合创始人 Sunny Aggarwal、Polygon 首席信息安全官 Mudit Gupta、AltLayer 首席运营官 Amrit Kumar 等。
Eclipse： 是一个可定制的 rollup 提供程序，与多个第 1 层区块链兼容。 该平台使开发人员能够部署他们自己的由 Solana 操作系统提供支持的 rollup，使用任何链进行安全或数据存储。Neel Somani 是 Eclipse 的创始人。此前，他曾在 Airbnb、Two Sigma、Oasis Labs 工作。 Neel Somani 毕业于加州大学伯克利分校。2024年3月Eclipse 完成 5000 万美元 A 轮融资，Placeholder 和 Hack VC 共同领投，目前其融资总额达到 6500 万美元。此外，Polychain Capital、Delphi Digital、Maven 11、DBA 和 Fenbushi Capital 也参与了本轮融资。Eclipse 表示，将于 2024 年第二季度推出主网，目前已发布了其协议的开发网和测试网版。
四、模組化區塊鏈風險挑戰分析
模組化區塊鏈作為一種新的架構設計理念，目前還處於發展初期，面臨著一系列風險和挑戰。
1. 缺乏統一標準影響兼容性和互操作性
模組化區塊鏈的發展缺乏統一的標準，這可能會影響不同平台之間的兼容性和互操作性。由於缺乏統一標準，不同平台之間的交互性可能不足，限制了系統的整體效率和擴展性。此外，缺乏統一標準也可能導致開發者面臨更多的技術挑戰和障礙。
2. 功能割裂增加系統性風險
模組化區塊鏈將區塊鏈網絡中的各個功能模組分層，使得每個模組具有獨立的功能和職責。然而，這種功能獨立分層可能會增加系統性風險和安全風險。因為每個模組的獨立性意味著它們可能會存在單點故障，一旦某個模組出現問題，整個系統的穩定性和安全性都會受到影響。
3. 更新和維護可能引入新的風險問題
模組化區塊鏈系統需要不斷進行更新和維護，以適應不斷變化的市場需求和技術進步。然而，更新和維護過程可能會引入新的風險和問題，影響系統的正常運行。例如，更新可能會導致系統的不穩定性，或者引入新的安全漏洞和隱私保護問題，從而給區塊鏈網絡帶來風險和挑戰。
4. 與單體區塊鏈存在利益衝突
模組化區塊鏈與以太坊等單體區塊鏈網絡本身的利益可能存在衝突。例如以太坊作為最具影響力和用戶基數的公鏈之一，模組化區塊鏈的出現可能會對以太坊的生態系統產生影響，導致利益衝突和競爭加劇。
五、模組化區塊鏈發展前景展望
模組化區塊鏈作為一種新的架構設計理念，有望在多個方面取得突破和進步，具有重要的意義和廣闊的發展前景。
1. 提升區塊鏈網絡靈活性和可擴展性
模組化區塊鏈將區塊鏈網絡中的各個功能模組進行分解，使得網絡更具靈活性和可擴展性。未來，隨著模組化區塊鏈技術的不斷完善和應用，我們可以預見區塊鏈網絡將變得更加靈活，可以根據不同的需求和場景進行定制化配置，從而更好地滿足各種應用場景的需求，並實現更大規模的應用部署。
2. 降低應用開發的門檻和成本
模組化區塊鏈的發展將促進區塊鏈生態系統的蓬勃發展。通過模組化設計，區塊鏈網絡可以更好地支持開發者進行應用開發和部署，降低了應用開發的門檻和成本，從而吸引更多的開發者和創新者加入到區塊鏈生態系統中。未來，隨著區塊鏈生態系統的不断壯大，我們可以預見更多的創新應用將會湧現，為用戶帶來更加豐富和便捷的區塊鏈服務和體驗。
3. 加快標準化和規範化進程
隨著模組化區塊鏈的發展，我們可以預見區塊鏈標準化和規範化進程將會得到推動和加快。通過制定統一的標準和規範，不僅可以提高不同平台之間的兼容性和互操作性，還可以降低系統開發和維護的成本，促進區塊鏈技術的廣泛應用和推廣。
4. 推動跨界融合和創新
模組化區塊鏈的發展將推動區塊鏈技術與其他前沿技術的跨界融合和創新。通過模組化設計，區塊鏈網絡可以更好地與人工智能、物聯網、大數據等技術結合，形成更強大和複雜的應用場景。未來，隨著區塊鏈技術的跨界融合和創新，可以預見更多新的應用場景將會湧現。
模組化區塊鏈作為一種新興的設計範式，通過提高系統的可擴展性、靈活性、可組合性和易維護性，為區塊鏈技術的進一步發展和應用拓展了新的可能性，將為數字經濟和區塊鏈網絡的建設提供更強大和靈活的基礎設施，為未來的創新帶來了嶄新的可能性，將在更廣泛的領域展現出其巨大的潛力。
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